原始的深海性棘皮動物有柄ウミユリ類トリノアシ骨片形成遺伝子に関する研究

原始深海棘皮动物和海百合碎骨形成基因的研究

基本信息

批准号：
06839011
负责人：
雨宮昭南
金额：
$ 1.15万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06839011/
关键词：
炭酸カルシウム骨格骨片形成遺伝子 SM50 ウミユリトリノアシ

项目摘要

棘皮動物を特徴づける系統学上の特性の一つは、中胚葉性の炭酸カルシウム骨格を作ることである。系統発生学上、その祖先型から棘皮動物が進化するに至った道すじを調べるには、棘皮動物に固有の特性について、その発現に関与する遺伝子の探索と、発現様式の解明が不可欠である。6網からなる棘皮動物のうち、最も原始的な形質を残している有柄ウミユリ類は、棘皮動物の系統発生学上の「かなめ」に位置する動物である。トリノアシの体制は、植物のユリに似て茎部と冠部からなる。消化器官、生殖器官、運動器官の全ては冠部に集中し、その冠部は、大量の炭酸カルシウム骨格によって形成されている。私は、トリノアシ飼育個体を用いて、冠部の全てを実験的に除去した場合、茎部のみから炭酸カルシウム骨格からなる冠部を再生し得ることを発見した。この実験は、きわめて再現性良く、且つ、容易に行なう事が出来るので、再生過程における骨片形成遺伝子などの遺伝子発現の解析にとって、理想的な系と考えられる。さらに私は、従来その存在が不明であったトリノアシ配偶子を発見し、精子DNAの抽出に成功している。これらの発見を基礎として、冠部再生過程における骨片形成遺伝子の発現様式をしらべるために、まず、トリノアシ精子DNAを用い、ウニ類の骨片形成たんぱく質をコードする遺伝子SM-50をプローブ及びプライマーとして、トリノアシにおけるSM-50の相同遺伝子を探索した。その結果、PCR法により、ゆるい条件下では、ウニ類SM-50遺伝子のプライマーと反応する遺伝子がトリノアシDNA中に発見された。さらに、サザンハイブリダイゼーションにより、トリノアシゲノム中に保存されている部分は、ウニ類SM-50のエクソンのrepeating regionである事が明らかになった。このウニ類SM-50のrepeating regionをプローブとして、トリノアシ精子DNAから作製した遺伝子ライブラリーにより、5つのクローンが得られ、その塩基配列の決定を行なっている。トリノアシより得られる、ウニ類SM-50の相同遺伝子を用い、再生過程におけるその発現を調べる予定である。

棘皮动物的系统发育特征之一是中胚层碳酸钙骨架的形成。为了研究导致棘皮动物从其祖先类型进化的系统发育路径，有必要寻找参与棘皮动物独特特征表达的基因并阐明其表达模式。在由六张网组成的棘皮动物中，保留了最原始特征的有柄海百合处于棘皮动物系统发育的“基石”。百合的身体结构由茎和冠组成，与植物百合相似。消化、生殖、运动器官均集中在冠部，冠部由大量碳酸钙骨架构成。我发现，当使用饲养的乌头个体实验性地去除整个冠时，由碳酸钙骨架组成的冠只能从茎再生。该实验具有极高的重现性且易于进行，因此被认为是分析再生过程中骨碎片形成基因等基因表达的理想系统。此外，我还发现了以前不知道其存在的鸟类配子，并成功提取了精子DNA。基于这些发现，为了研究牙冠再生过程中骨刺形成基因的表达模式，我们首先利用鸟类精子DNA来探测和引物SM-50，该基因编码海胆骨刺形成蛋白As。结果，我们在禽马中寻找SM-50的同源基因。结果，利用PCR方法，在温和条件下在海胆的DNA中发现了与海胆SM-50基因的引物反应的基因。此外，Southern杂交揭示鸟类鱼类基因组中的保守区域是海胆SM-50外显子的重复区域。以海胆SM-50的重复区为探针，利用禽猫精子DNA构建的基因库获得了5个克隆，并且正在确定它们的核苷酸序列。我们计划利用从海胆中获得的海胆SM-50同源基因，研究其在再生过程中的表达情况。